12.4多层框架结构在竖向荷载下的内力计算方法

1、12.4 竖向荷载作用下的内力近似计算竖向荷载作用下的内力近似计算 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 一、计算简图一、计算简图 框架结构是由框架结构是由横向框架横向框架和和纵向框架纵向框架组成的空间结构。组成的空间结构。 为了简化计算，通常忽略它们之间的空间联系，而将空间结构体系为了简化计算，通常忽略它们之间的空间联系，而将空间结构体系 简化为横向和纵向平面框架计算，并取出单独的一榀框架作为计算单元，简化为横向和纵向平面框架计算，并取出单独的一榀框架作为计算单元， 该单元承受的荷载如该单元承受的荷载如下图下图中阴影部分所示。中阴影部分所示。 1.1.计算单元的选

2、取计算单元的选取 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 在计算简图中，框架节点多为在计算简图中，框架节点多为刚接刚接，柱子下端在基础顶面，也按，柱子下端在基础顶面，也按刚接刚接 考虑。杆件用轴线表示，梁柱的连接区用节点表示。等截面轴线取截面考虑。杆件用轴线表示，梁柱的连接区用节点表示。等截面轴线取截面形形 心心位置，当上下柱截面尺寸不同时，则取位置，当上下柱截面尺寸不同时，则取上层柱形心线上层柱形心线作为柱轴线。跨度作为柱轴线。跨度 取取柱轴线间的距离柱轴线间的距离。计算简图中的柱高，对。计算简图中的柱高，对楼层取层高楼层取层高；对；对底层柱，底层柱，现浇现浇 楼板

3、取基础顶面与二层楼板楼板取基础顶面与二层楼板顶面顶面之间的高度。之间的高度。 当各跨跨度不等但相差不超过当各跨跨度不等但相差不超过10%10%时，可当作具有平静跨度的等跨框架。时，可当作具有平静跨度的等跨框架。 2.2.计算模型的确定计算模型的确定 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 框架梁柱的线刚度分别为框架梁柱的线刚度分别为: : bc b i =E I /l cc c i =E I /h 框架梁截面惯性距应考虑楼板的影响。在梁端，梁承受负弯矩，顶部的框架梁截面惯性距应考虑楼板的影响。在梁端，梁承受负弯矩，顶部的 楼板受拉，楼板对梁截面的弯曲刚度影响较小；在跨

4、中，为楼板受拉，楼板对梁截面的弯曲刚度影响较小；在跨中，为T T型截面梁，楼板型截面梁，楼板 的影响大。为方面设计，假定梁的截面惯性距沿轴线不变的影响大。为方面设计，假定梁的截面惯性距沿轴线不变。 现浇楼盖现浇楼盖：中框架梁取梁实际惯性距中框架梁取梁实际惯性距2 2倍，边框架梁取梁实际惯性距的倍，边框架梁取梁实际惯性距的1.51.5倍倍 装配整体式楼盖装配整体式楼盖：中框架梁取梁实际惯性距的中框架梁取梁实际惯性距的1.51.5倍，边框架梁取梁实际惯性倍，边框架梁取梁实际惯性 距的距的1.21.2倍。倍。 装配式楼盖装配式楼盖：按梁按梁实际刚度实际刚度计算。计算。 3.3.梁柱的线刚度梁柱的线刚

5、度 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 4.4.荷载计算荷载计算 作用在多、高层建筑结构上的荷载有作用在多、高层建筑结构上的荷载有竖向荷载竖向荷载和和水平荷载水平荷载。竖向。竖向 荷载包括恒载和楼（屋）面活荷载、雪荷载，水平荷载包括风荷载和荷载包括恒载和楼（屋）面活荷载、雪荷载，水平荷载包括风荷载和 水平地震作用。水平地震作用。 活荷载大小见建筑结构荷载规范活荷载大小见建筑结构荷载规范GB50009-2012GB50009-2012第第5.1.15.1.1条。条。 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 二、弯矩二次分配法二、弯矩二次分配

6、法 弯矩二次分配法是按无侧移框架对各节点的不平衡弯矩同时进行分配弯矩二次分配法是按无侧移框架对各节点的不平衡弯矩同时进行分配 和传递，并仅进行二次分配的方法。具体计算步骤如下：和传递，并仅进行二次分配的方法。具体计算步骤如下： 1 1）计算每一跨梁在竖向荷载作用下的固端弯矩。）计算每一跨梁在竖向荷载作用下的固端弯矩。 2 2）计算各节点的分配系数。）计算各节点的分配系数。 3 3）将各节点的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传递后，再对各节点分配）将各节点的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传递后，再对各节点分配 一次即结束。一次即结束。 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计

7、算 补充知识：补充知识： （1 1）转动刚度）转动刚度 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 （2 2）分配系数）分配系数 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 （3 3）传递系数）传递系数 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 （4 4）杆端弯矩）杆端弯矩 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 例例12-112-1 三跨二层钢筋混凝土框架，各层框架梁所承受的竖向荷载设计值如图三跨二层钢筋混凝土框架，各层框架梁所承受的竖向荷载设计值如图 所示，图中括号内数值为各杆件的相对线刚度。使用

8、弯矩二次分配法计算所示，图中括号内数值为各杆件的相对线刚度。使用弯矩二次分配法计算 该框架弯矩，并绘制弯矩图。该框架弯矩，并绘制弯矩图。 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 三、分层法三、分层法 多层多跨框架在竖向荷载作用下，不仅框架节点的侧移很小，而且作多层多跨框架在竖向荷载作用下，不仅框架节点的侧移很小，而且作 用在某一层梁上的荷载在该层梁及其相连的上下柱中产生的弯矩较大，其用在某一层梁上的荷载在该层梁及其相连的上下柱中产生的弯矩较大，其 它层梁柱的弯矩很小。特别是当梁的线刚度大于柱的线刚度它层梁柱的弯矩很小。特别是当梁的线刚度大于柱的线刚度3 3倍时尤为明显

9、。倍时尤为明显。 分层法的基本假定为：分层法的基本假定为： 1 1）竖向荷载作用下框架无侧移。）竖向荷载作用下框架无侧移。 2 2）竖向荷载仅对其作用层的梁及其相连的上下柱有影响。）竖向荷载仅对其作用层的梁及其相连的上下柱有影响。 3 3）柱的远端为固定端。）柱的远端为固定端。 第十二章 多层框架结构房屋 12.4竖向荷载作用下的内力近似计算 由于计算时假定柱的远端为固定端，实际上除底层柱在基础处为固定由于计算时假定柱的远端为固定端，实际上除底层柱在基础处为固定 端外，其余各住的远端均有转角而非固定端。为减少由此引起的误差，除端外，其余各住的远端均有转角而非固定端。为减少由此引起的误差，除 底层柱外，其他各层柱的线刚度均乘以折减系